CN104333267B - 基于pic的星三角智能软起动控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于PIC的星三角智能软起动控制器，包括PIC单片机、第一接触器‑第三接触器，第一中间继电器、第二中间继电器、熔断器、断路器、热继电器、启动按键、停止按键和电动机，PIC单片机上接有第一中间继电器的线圈、第二中间继电器的线圈，PIC单片机接第二接触器的常闭触点至火线端，PIC单片机接电流互感器至主回路，电动机的一端依次接热继电器、第一接触器、断路器、熔断器至火线端，电动机的另一端接第三接触器，第一接触器与第三接触器之间还接有第二接触器。本发明安装简便，成本低，稳定性好，可实时实现转换，延长系统使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及的是传感器信号采集处理技术领域，具体涉及基于PIC的星三角智能软起动控制器。
背景技术
Y-△启动，是指启动时电动机绕组接成星形，启动结束进入运行状态后，电动机绕组接成三角形，在启动时，电机定子绕组因是星形接法，所以每相绕组所受的电压降低到运行电压的1/1.73(约57.7％)，启动电流为直接启动时的1/3，启动转矩也同时减小到直接启动的1/3。所以这种启动方式只能工作在空载或轻载启动的场合。例如，轴流风机启动时应将出风阀门打开，离心水泵应将出水阀门关闭，使设备处于轻载状态，传统的Y-△(星三角)起动方法，应用于很多工业控制现场，目的是降低起动电流，减小对电网及共电设备的危害，其原理图如图1所示：
图1左侧是电动机Y-△启动的一次电路图，U1-U2、V2-V2、W1-W2是电动机M的三相绕组，如果将U2、V2和W2在接线盒内短接，则电动机被接成星形；如果将U1和W2、V1和U2、W1和V2分别短接，则电动机被接成三角形。
图1右侧是实现电动机的Y-△启动的二次控制电路，Y-△启动电路的工作过程：按下启动按钮SB2，第三接触器KM3和时间继电器KT的线圈得电，第三接触器KM3的主触点闭合，将电动机M的三相绕组接成星形；第三接触器KM3的辅助触点(常开)KM3-3同时闭合，使第二接触器KM2动作，电动机M进入星形启动状态，第二接触器KM2的辅助触点KM2-1闭合，使电路维持在启动状态；待电动机M转速达到一定程度时，时间继电器KT延时时间到其延时触点(常闭)断开，第三接触器KM3线圈失电.主触点断开，辅助触点(常闭)KM3-1闭台，第一接触器KM1得电工作，电动机M进入三角运行状态。这里时间继电器KT的延时时间应通过试验调整在5-15秒之间，按下停止按钮，或电动机M出现异常过电流使热继电器FH动作时，电动机M均会停止运行，电动机M停运时绿灯HG点亮，启动过程中黄灯HY点亮，运行过程则红灯HR点亮；电流表PA和电压表PV用于电动机M运行参数的测量，热继电器FH的调整.应根据负载轻重和运行电流的大小，在热态(热继电器FH接入电路，并经过启动电流的预热)实地进行，观察电流表PA的读数，按照读数的1.2倍整定其电流调整钮，电动机M出现1.2倍的异常电流时.热继电器PA会在20分钟内动作，如果电动机M运行电流是随负载不断变化的，则整定值可按较大电流值计算选取，但最大不能超过电动机M额定电流的1.2倍。
在现有技术中，有一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的星三角启动控制实验板，是一种采用PLC作为主控系统星三角启动控制实验板，用于编辑、修改、监控程序，与PC机、电动机、熔断器、热继电器、接触器、按钮、端子排、电源构成实验板，PLC通过运行内部设定程序，给电路输送信号，从而实现传统星三角的启动，但是这种现有技术存在以下缺点：(1)PLC的成本特别高，不适合装置的批量生产；(2)该套系统无法准确检测电机启动转换的时间，实时实现转换；(3)该套系统无法彻底消除星三角电机启动时电流对电网的污染。
在中国发明专利说明书CN203482117U中公开了一种适用于降压和星三角启动装置的智能控制器，包括主控制器和互感器以及插接件，所述互感器的上盖板上设置有相互平行的双导轨，所述主控制器具有外壳体，该外壳体的底端面上的其中两侧纵向向下延伸设置有支撑部，所述支撑部之间形成与上盖板上的双导轨适配的开槽，并且所述外壳体底面上其中一侧支撑部的内侧面上横向延伸设置有楔形凸出部，所述互感器通过上盖板上的双导轨与所述支撑部内侧面上的楔形凸出部形成卡接并进而形成互感器与主控制器直接的导轨配合安装，这种装置通过互感器和主控制器的导轨安装，可分离安装，能达到对启动装置的有效控制。
该技术存在着以下缺点：(1)该装置体积较大，可封装性差，不适合装置的批量生产；(2)该套系统无法彻底消除星三角电机启动时电流对电网的污染；(3)该套系统的电路繁琐，只能专业人员安装，维护成本太高；(4)该套系统无法准确检测电机启动转换的时间，实时实现转换。
而可编程控制器(PIC)是以计算机技术为核心的通用工业自动化装置，其最大的特点是从实际出发，重视产品的性能与价格比，靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求，而且PIC单片机可以精简指令使其执行效率大为提高，其引脚具有防瞬态能力，通过限流电阻可以接至220V交流电源，可直接与继电器控制电路相连，无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便，同时降低了生产成本，基于此，设计一种基于PIC的星三角智能软起动控制器还是很有必要的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于PIC的星三角智能软起动控制器，结构设计合理，安装简便，成本低，稳定性好，自动化程度高，可实时实现转换，延长了系统的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
基于PIC的星三角智能软起动控制器，包括PIC单片机、第一接触器-第三接触器，第一中间继电器、第二中间继电器、熔断器、断路器、热继电器、启动按键、停止按键和电动机，PIC单片机上接有第一中间继电器的线圈、第二中间继电器的线圈，PIC单片机接第二接触器的常闭触点至火线端，PIC单片机还接启动按键至地端，PIC单片机接电流互感器至主回路，电动机的一端依次接热继电器、第一接触器、断路器、熔断器至火线端，电动机的另一端接第三接触器，电动机的另一端还接第二接触器至热继电器与第一接触器的中间节点，第一中间继电器的触点与第一接触器的主触点并接后与第一接触器的线圈串联，第二接触器的常闭触点与第三接触器的线圈串联，第二中间继电器的触点与第二接触器的主触点并接后再与第二接触器的线圈串联，以上三个串联电路并接后电路两端分别接热继电器的常闭触点、停止按键至火线端、零线端。
本发明的有益效果：
(1)采用的主要器件成本低，稳定性好，可降低生产和维护成本；
(2)减小了装置体积，提高装置的封装性；
(3)简明主控回路的电路，主控回路接线少，构图简单，方便安装；
(4)提高装置的自动化，从而更准确检测电机启动转换的时刻，实现实时转换；
(5)采用智能控制系统，提高装置的稳定性；
(6)彻底消除星三角电机启动时电流对电网的污染；
(7)改善主控系统的启动性能，延长系统的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为现有技术的电路图；
图2为本发明的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于PIC的星三角智能软起动控制器，包括PIC单片机、第一接触器KM1-第三接触器KM3，第一中间继电器K1、第二中间继电器K2、熔断器FU、断路器QS、热继电器FR、启动按键SBQ、停止按键SBT和电动机M，PIC单片机上接有第一中间继电器K1的线圈、第二中间继电器K2的线圈，PIC单片机接第二接触器KM2的常闭触点至火线端，PIC单片机还接启动按键SBQ至地端，PIC单片机接电流互感器TA至主回路，电动机M的一端依次接热继电器FR、第一接触器KM1、断路器QS、熔断器FU至火线端，电动机M的另一端接第三接触器KM3，第一接触器KM1与第三接触器KM3之间还接有第二接触器KM2。
所述的第一中间继电器K1的触点与第一接触器KM1的主触点并接后的电路与第一接触器KM1的线圈串联，第二中间继电器K2的触点与第二接触器KM2的主触点并接后的电路与第二接触器KM2的线圈串联，第二接触器KM2的常闭触点与第三接触器KM3的线圈串联，以上三组串联电路并接后，电路两端分别接热继电器FR的常闭触点、停止按键SBT至火线端、零线端。
本具体实施方式工作原理：(1)启动状态：系统接上电源后，第三接触器KM3吸合，PIC单片机处于基本运行准备状态，按下单片机启动点触开关，使第一中间继电器K1吸合，第一接触器KM1线圈通电，第一接触器KM1主触点吸合，第一中间继电器K1持续3秒后断开，电动机M处于星型运转状态，同时电流互感器TA采集主回路工作电流，当多次检测到的电流信号达到电机的额定电流附近时，第二中间继电器K2吸合，第二接触器KM2线圈通电，第二接触器KM2的常开触点吸合，常闭触点断开，第三接触器KM3线圈失电，第三接触器KM3主触点断开，第二接触器KM2主触点吸合，电动机M处于三角型接法，单片机系统被旁路，星三角转换启动过程结束。
(2)关闭系统：按下停止按键SBT，第一接触器KM1、第二接触器KM2、第三接触器KM3KM1线圈都断电，系统停止。
本具体实施方式采用的PIC单片机控制器成本低、体积小，PIC单片机对星三角启动转换时间检测准确，PIC单片机可用其他高成本的单片机控制器替代，主控回路电路图简明扼要，可通过交换电路图中线路和原器件位置从而替代，安装简便。
本具体实施方式稳定性好，自动化程度高，彻底消除电机启动时对电网的污染，可以改善系统的启动性能，延长系统的使用寿命，具有广泛的市场应用前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.基于PIC的星三角智能软起动控制器，其特征在于，包括PIC单片机、第一接触器(KM1)-第三接触器(KM3)，第一中间继电器(K1)、第二中间继电器(K2)、熔断器(FU)、断路器(QS)、热继电器(FR)、启动按键(SBQ)、停止按键(SBT)和电动机(M)，PIC单片机上接有第一中间继电器(K1)的线圈、第二中间继电器(K2)的线圈，PIC单片机接第二接触器(KM2)的常闭触点至火线端，PIC单片机还接启动按键(SBQ)至地端，PIC单片机接电流互感器(TA)至主回路，电动机(M)的一端依次接热继电器(FR)、第一接触器(KM1)、断路器(QS)、熔断器(FU)至火线端，电动机(M)的另一端接第三接触器(KM3)，第一接触器(KM1)与第三接触器(KM3)之间还接有第二接触器(KM2)，电动机(M)的另一端还接第二接触器(KM2)至热继电器(FR)与第一接触器(KM1)的中间节点，所述的第一中间继电器(K1)的触点与第一接触器(KM1)的主触点并接后与第一接触器(KM1)的线圈串联，第二中间继电器(K2)的触点与第二接触器(KM2)的主触点并接后与第二接触器(KM2)的线圈串联，第二接触器(KM2)的常闭触点与第三接触器(KM3)的线圈串联，以上三个串联电路并接，两端分别接热继电器(FR)的常闭触点、停止按键(SBT)至火线端、零线端。
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